耐高温阴树脂

1、混床的作用：除盐水往往不能满足高压以上的锅炉补给水的质量要求，对除盐水做进一步的处理。混床的出水电导率可达0.2us/cm以下，SiO2可以小于20ug/l，pH值在6.5-7.5之间。混床可以确保除盐在监督不及时出现水质的瞬间变坏情况下的正常供水。
2、混床的除盐原理：
由于阴、阳树脂是相互混合在一起，相当于众多的阴、阳床排列在一起运行，并且阴、阳离子的交换是同时进行的，据推算，一台混床约包含1000-2000组的复床。它与复床不同，复床除盐的阳床出水都是将原水中的盐，交换为相应的酸，而酸电离出的H+离子会影响与水中的阳离子的交换，并且还对树脂上残留的RNa型离子进行交换，使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+经过阴床后又会使出水含NaOH，同样电离出的OH-离子又对阴树脂再生残留的HSiO3型树脂进行再生，从而使阴床的出水总含有一定的SiO2。而混床则不一样，阳床置换出的H+离子和阴床置换出的OH-离子迅速发生中和反应，使反应进行的非常完全，故出水水质很好。反应式如下：
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
3、混床树脂的选用和配比：
在选用混床树脂时，既要考虑失效后的树脂分层，又要考虑到再生后的树脂混合。容易分层的树脂，不易混合；容易混合的树脂，往往又不好分层；因此，在树脂选型时，要综合考虑两方面的因素，不能片面追求某一个方面。目前，有各种行业的混床树脂要求标准。
对于锅炉补给水处理混床，通常采用的阴、阳树脂体积比均为2:1。即阳为0.5米，阴为1.0米；但是，对于直径≥2.5米的混床，为减少死角，树脂的比例建议阴为1.2米，阳为0.6米较为适宜。
混床一般采用的是凝胶型的树脂，但是随着使用年限的增加，凝胶型树脂的色差越来越接近，分层面不易看清。建议采用大孔型的混床树脂，其阴为白色，阳为灰褐色，分层面清楚，利于操作。加上大孔型树脂的强度远好于凝胶型树脂，其破碎球很少，运行的压差也较小。
4、混床的操作步骤：（自失效时开始）
4.1、反洗分层：先以约10-15m/h的流速将树脂松动分层，控制的反洗膨胀率，直到反洗出水清澈、并且树脂分层面明显止；让树脂自然沉降稳定；
4.2、预喷射：开启碱、酸阀，以约3-4m/h的流速进行预喷射（碱流量应稍微大于酸流量，以防乱层！），观察树脂层、流量正常后，方可进再生液。
4.3、进酸碱：开启碱、酸阀，并控制碱浓度在3.0-4.0%之间，酸浓度在3.0-4.0%之间；
4.4、置换：通完碱、酸后，只需关闭酸、碱阀，继续以同样的流量对树脂进行置换，直到中排的出水电导率≤20us/cm止；
4.5、排水：将水位降到距树脂层面约20cm的地方，准备混脂；
4.6、混脂：通入约0.2-0.3Mpa的压缩空气，时间约2分钟（具体看视镜的混脂效果）。
4.7、正洗：快速关闭气阀，迅速打开正洗阀，让树脂快速落床稳定，以防再次分层！约30秒后，开启进水阀，关闭正洗阀，将床体充满水，进行大正洗，直到正洗出水合格后，投入运行。说明：混床再生分同步和分步法再生两种。上面是同步法的再生步骤。分步再生法耗时又耗水，基本用的很少。
5、混床常见的故障见下表：

序号 现象 产生原因 处理方法
1 混床出水电导率，二氧化硅不合格 a、除盐水不合格，影响混床出水；
b、分层不好，影响再生效果；
c、阀门不严，相互串漏；
d、树脂被污染；
e、气压、气量不足，混脂不好 a、重新新生，并控制除盐水质量；
b、按规章重新分层再生；
c、检查各阀门情况；
d、复苏树脂或更换；
e、确保气压、气量、重新混脂
2 出水pH值偏低 a、反洗操作不当 a、复苏或更换树脂
3 阴、阳树脂反洗分层不明显 a、反洗操作不当；
b、阴、阳树脂粒度、比重不符合规范；
c、树脂未失效，比重差小；
d、树脂被污染，比重发生变化 a、重新按照规程操作；
b、更换树脂
c、碱液、林夕后重新反洗分层
d、缺点污染源，复苏或更换
除了上表使用中常见的问题外，还有如下两种情况需说明一下，因为它们都是在正常使用前发生的问题：
5.1、混床树脂的装填高度:阴、阳树脂的装填高度不恰当是混床出水不合格的常见的问题之一。由于混床内的中排位置在阴、阳树脂的分层处，所以如何准确将阳树脂的高度控制在中排的位置，尤其重要。一般新床的调试都会出现偏差，原因是所供新的强酸树脂按标准是Na型，当转成H型时，有约10%的膨胀率，而设计提供的树脂高度都是指再生态的高度。另外，经过酸、碱预处理，树脂有一个不可逆的膨胀过程，也会使树脂的体积增大，两种膨胀致使阳树脂超过中排的高度，造成再生时阳树脂受碱液污染，从而影响出水水质。因此根据经验，混床树脂装填时，要适当少装填阳树脂，一般凝胶型的阳树脂少装11%左右，大孔型的阳树脂少装7%左右较为适宜；混床阴树脂同样存在同样的问题，由于它在阳树脂的上面，只要阳树脂装填合适，它也就不会出现交叉污染。但是，它的树脂层面也要控制恰当，不要超过中视镜的中部。以方便观察操作现象。
5.2、混床设备制作上的缺陷：
5.2.1、视镜设置：现场发现多个用户的设备故障有视镜的位置设置不准，与中排的高度不相匹配。我们在重庆某电厂就发现混床下视镜的高度居然完全在中排的下方，结果，根本看不到树脂的分层面和分层情况，给操作带来很大的麻烦。因此，建议用户在设备的正式制作前，一定要严把图纸的审查关，否则，一旦设备定型，将无法更改。
5.2.2、混床反洗空间的预留：我们知道，树脂分层的好坏，直接决定再生的成功与否；而分层的好坏，则又由反洗膨胀空间的大小来决定。那么，膨胀空间的大小到底多少为合适呢？目前的设计手册对混床的要求也模糊不清，没有一个明确的标准。但在行业上对混床的反洗空间都有约定俗成的要求，即混床的反洗预留空间在100-150%之间，不可低于！四川某单位的混床树脂反洗展开空间70%，结果由于展开率不够，凹陷在下视镜的树脂不能搅动，看不清树脂的分层面，给操作带来很大的麻烦和不便。
6、水中的有机物对混床出水水质的影响
有机物对混床造成的影响，主要表现为混床的出水电导率升高，PH值下降（＜7）；水中有机物的含量会影响混床的出水纯度。比如在25℃时，要使混床的出水电导率＜0.1us/cm时，只有在混床的进水中不含有机物时才能达到。而有机物的来源主要是由于复床的强碱阴树脂被有机物污染后，泄露较多的有机物进入混床，然后再从混床中释放出所致。
混床出水中COD和电导率之间的关系
COD（高锰酸钾法）mg/L 0.6 0.34 0.24 0.12 0.08
电导率（25℃）（us/cm） 0.3 0.27 0.24 0.17 0.16

因此，当混床的电导率偏高、PH值偏低时，在排除其他人为因素后，要注意混床树脂进、出口的有机物量。
7、阳床树脂被氧化后对混床出水水质的影响
当除盐的阳床受到水中的氧化物氧化后，其骨架链将断裂，并释放出磺酸类有机酸类物质，这些物质成酸性，并且阴床树脂很难将其截留，而从混床流出，由于混床的电导率较低，当有这些物质溶于水中时，马上表现出混床的PH值偏低，电导率升高的现象。因此，要严格控制阳床进水中氧化物含量，防止阳树脂被氧化。
8、混床树脂的运行周期
补给水处理上的二级除盐系统中的混床树脂，根据一般的经验统计，其运行时间约在10-30天之间，当进水的电导率≤10us/cm、SiO2≤100ug/l时，其树脂的周期制水容量大致为10000-15000m3/m3.R之间。用户可根据装填的树脂量来推算混床的制水时间。
上述的七种床型，是目前水处理上用的较多的离子交换器。除此以外，还有诸如变径床、移动床、提升床、双流床等，由于用户不多和实用价值不大，这里不作介绍。
十、硫酸在阳床上的再生方法
阳床用硫酸作为再生剂时，只适用于酸液向下流的对流再生床或顺流再生固定床，不适宜向的对流再生床。这是因为向的对流再生方式的再生流速都较慢，这样的流速，会使再生废液中CaSO4在未流出体外时，就在床体中析出沉淀，致使树脂受到污染，运行的阻力急剧上升，以致没法运行。所以硫酸作为再生剂时，应在工艺的选择上特别注意。我们就看到无压法逆流再生工艺设计以硫酸作为再生剂，其结果是，树脂被CaSO4沉淀物完全的污染，并且没法运行，树脂只好报废。
10.1、硫酸在顺流再生固定床上的再生方法：
10.1.1、对床体进行反洗，使集中在上层的R2Ca型树脂能较均匀的分布在整个床层中，减少析出CaSO4的概率；
10.1.2、用总酸量（再生剂用量可以取150g/mol估算）的50%配成约0.8%-1%的稀酸溶液，以约10m/h的流速进行步的再生，并且严密观察床体内的压差变化。当有CaSO4析出时，床体内的压差会马上增大，此时，应迅速降低浓度，提高流速，防止大量CaSO4析出。还有一种判断CaSO4析出的方法，就是用三角烧瓶取出口的废液，观察析出CaSO4的时间，若30秒内瓶中没有CaSO4沉淀物析出，则在床体内就不会有沉淀物析出。反之，则要当心床体内析出沉淀的可能。
10.1.3、将另外的50%余酸浓度提高到2-3%，流速降低到4-5m/h。
10.1.4、随后的置换、正洗同盐酸再生方法一样；
循环水弱酸处理的再生方法同上（再生剂用量可以取60g/mol估算）。
用除盐水作进水水源的混床用硫酸作为再生剂和盐酸的操作方法完全相同完，因为混床的进水中没有硬度，故再生时也不存在CaSO4的析出问题。

离子交换树脂在制备硅溶胶中的应用
阳离子交换树脂采用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂；阴离子交换树指采用弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。将模数为3.5的硅酸钠溶液用水稀调整至含SiO24%，Na201.15%；将液通过填装阳离子交换树脂的闪换柱，得含SIO23.6%，NA200.005%，SiO2/Na2O摩尔比703，PH值2.5的硅酸胶稀液。离子交换是一个平衡反应，反应的过程是：当把含有Na+的硅酸溶液通过交换树指时Na+取代了阳离子交换树脂上的H+。于是水玻璃中的Na+已被除去，H+阳离子与硅离子与硅酸钠中的SiO3生成具有活性的硅溶胶稀溶液流出。

硅溶胶的离子交换质量与下列因素有关，树脂再生的程度、平衡性质、树脂的高度、流入深度、离子大小等。把通过阳离子交换柱的硅溶胶稀深再通过弱碱性阴离子树脂交换柱，去除液体中的阴离子CL-，以达到更加稳定的状态。以交换柱流出来的稀硅深胶浓渡很低，需进行浓缩，为了防止浓缩时胶凝，浓缩前迅速加入稳定剂。稳定剂常用的为MOH（M为L,Na,K,Rb,Cs,NH4.NH2等)稳定剂的用量应该恰当，若小于SiO2摩尔数的1%则难于起到稳定作用；若超过5%则将降低制品的纯度。取5kg上述硅溶胶用10%NAOH溶液调PH值至78。取900g调整液注入减压器中进行减压浓缩。并以保持容器内液面恒定为原则，徐徐加入剩余的4100g调整液。浓缩温度保持78℃，后制得900g含SiO2 20%，Na20 0.33%，PH为9.6的硅溶胶，其平均粒径约16mum。离子交换树脂进行离子交换后，已失去交换能力。需用盐酸稀液洗涤，用HCL中的H+取代树脂上的Na+。而使离子交换树脂的活性基团氧化，使树脂再生，恢复交换能力。再生后和离子交换树指用蒸馏水冲洗至规定的PH值为止，备下次使用。

新型树脂在黄金吸附中的应用
SL608离子交换法提取金说明书

SL608是在大孔结构的苯乙烯—二乙烯苯共聚体上主要带有混合碱性的阴离子交换树脂，主要用于氰化工艺中吸附金。混合碱性阴离子交换树脂在电镀过程中提取金，是因它兼有强碱树脂的良好吸附性能和弱碱树脂的解析性能，比其他树脂具有更好的选择性、机械强度和吸附、解吸性能。
由干SL608树脂为大孔结构，所以能提高树脂内的离子扩散速度，从而加快过程中总的离子交换速度，大大改善树脂的动力学特性。与普通凝胶型离子交换树脂相比，具有更强的抗污染能力和更广泛的适应性。机械强度好，有弹性，不易被具有氧化性的离子所破坏，也不易因膨胀收缩而破坏结构，网孔不容易受有机物污染和容易吸附与再生容易等优点。
SL608阴离子交换树脂主要性能

指标名称 指标
外观 乳白色不透明球状颗粒
功能基团 -N(CH3)2·H2O
出厂型式 游离胺型
含水量 % 48～58
质量全交换容量 mmol/g(干) ≥4.35
体积全交换容量 mmol/ml ≥1.2
湿真密度 g/ml 1.03～1.06
湿视密度 g/ml 0.65～0.72
渗磨圆球率 % ≥90
范围粒度 % 常规型(0.315～1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
pH值 0 ～ 7
膨胀率 % ～ 20
二、树脂运行操作过程
1.洗涤
用水反洗树脂，一般要进行3 ~ 4h，每一体积树脂需消耗2~3体积的洗水，将树脂松动，有利于树脂的解析，同时将树脂残存的杂质清洗出去。
2. 氰化处理
树脂经洗涤后，使用4~5%NaCN溶液进行净化处理，以除去树脂中的铁、铜等的氰络合物。其根据是以CN一取代树脂中的铁、铜络合物而达到净化。
但这种解吸液解吸铁、铜的效率不高，使用5倍体积的解吸液处理，能除去不到80 %铜、50-60%铁。
3. 洗涤氰化物
树脂经氰化处理后，树脂颗粒间残存的氰化物溶液约占再生柱总容积的50%。向交换柱中进水进行淋洗，先使残留的浓氰化液排出，然后开始从树脂表面洗去氰化物和CN-。洗涤一直进行到柱中排出洗液不含NaCN为止。洗涤氰化物通常需要15~18h，1体积树脂约耗5体积水。洗液返回用于配制氰化液再供氰化处理用。
4. 吸附硫脲和解吸金
硫脲作为金的解吸剂，是它在解吸过程中与金结合生成稳定的络合离子进人溶液，这种络阳离子不会被阴离子交换树脂所吸附。硫脲是一种优于丙酮、甲醇、乙醇等有效的金、银解吸剂。硫脲在水中的溶解度约为90~100g/L，配制硫脲液一般使用返回液和洗水。当用清水配制时，应先往水中加人2~3%的硫酸，并加热溶液至50~60℃使硫脲溶解。
开始1.5~2.0体积的流出液中几乎不含金，也不含硫脲。为了获取富含金的贵液，往往将这部分流出液与后面解吸了金的洗液分开。将解吸金的洗液分成两部分，即金解吸后半部产出的贫金洗出液返回再作解吸液用，以便产出富金贵液。前半部产出的洗出液，也因未受后半部贫液的冲淡而成为含金富液。
金的解吸过程佳的解吸液为8-9%硫脲+2.5---3.0%硫酸的混合液。使用这种解吸液时，由于硫酸根离子的进入而破坏树脂相中的金络合物，然后生成带IF电荷的硫脲络金离子，并从树脂相中转入溶液。在解吸金后树脂完全转化为硫酸根离子型。
6. 洗涤硫脲
树脂经解吸金后，它的表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲液再用于解吸。通常1体积树脂需用3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲眠洗净，因为含硫脲眠的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成难溶的硫化物沉淀，而降低树脂的交换容量。
7. 碱处理
解吸后树脂，使用4~5树脂体积含3~4%氢氧化钠的溶液通过树脂，使树脂由SO42-型转化为OH一型。弃去。
8. 洗涤除碱
用清水洗去树脂颗粒间残存的碱液和树脂中残存的碱，淋洗到出水pH为8~9，之后就可用于下一周期的吸附。

SL451离子交换法处理含铬废水
SL451离子交换法处理含铬废水
重铬酸钠、铬酸酐等铬盐类产品是广泛应用于电镀、颜料、制革、医药、冶金及化工等行业的重要化工原料。在国民经济建设中占有十分重要的地位。但是在生产铬盐产品的过程中，产生的大量含铬废水，如不妥善处理，任意排放，将会污染江河水源及环境。当水中六价铬的到一定程度时，对人类、畜牧、鱼类、农作物等均有害。因此，消除含铬废水的污染，对保护环境，造福人民，发展经济和实现四个现代化都具有很大的意义。
目前，国内外对含铬废水的处理，一般采用的方法有硫酸亚铁—石灰法、钡盐法、二氧化硫法，亚硫酸钠法，电解法和离子交换法等。其中除离子交换法外，均要产生大量含有三价铬的污水（三价铬也是有毒物质）。既难于处理，且对铬的资源不能进行回收和利用。
现采用大孔型SL451弱碱性阴离子交换树脂处理含铬废水，不仅处理的水质较好，符合国家排放标准，而且还能回收利用大量铬的化合物。
SL451与普通凝胶型离子交换树脂相比，具有更强的抗污染能力和更广泛的适应性。机械强度好，有弹性，不易被具有氧化性的离子所破坏，也不易因膨胀收缩而破坏结构，网孔不容易受有机物污染和容易吸附与再生容易等优点。
SL451弱碱性阴离子交换树脂主要性能
指标名称 指标
外观 乳白色不透明球状颗粒
功能基团 -N(CH3)2·H2O
出厂型式 游离胺型
含水量 % 48～58
质量全交换容量 mmol/g(干) ≥4.80
体积全交换容量 mmol/ml ≥1.4
湿真密度 g/ml 1.03～1.06
湿视密度 g/ml 0.65～0.72
渗磨圆球率 % ≥90
范围粒度 % 常规型(0.315～1.25mm) ≥95
温度 ℃ 60
PH值 0～4
膨胀率 % ≤20

二、基本原理及工艺流程
1. 基本原理
离子交换法处理含铬废水，是利用离子交换树脂的活性基团的交换作用吸附废水中的铬酸根(CrO42-)和重铬酸根(Cr2O72-)离子，去除有害的Cr6+离子，待树脂吸附饱和后，用氢氧化钠和氯化钠组成的再生剂进行再生，以达到回收铬化合物的目的。由于CrO42-和Cr2O72-都是强氧化剂，故我厂选用的是抗氧化性能强、交换容量较高的SL451大孔弱碱性叔胺型阴离子交换树脂。
在处理过程中，先将树脂转成氯型可获得较高的交换容量，氯型阴树脂的工作交换容量一般为900毫克当量/毫升，其反应方程式表示如下：
转型：R-OH + Cl-  R- Cl + OH –
当含铬废水通入交换柱时，氯型阴树脂对重铬酸根和铬酸根离子进行吸附，其反应方程式为：
运行：2R-Cl + Cr2O72-  R2- Cr2O7 + 2Cl –
当树脂达全饱和后（双阴柱串联法）用组成的再生剂进行再生处理，其反应方程式如下：
再生：R2- Cr2O7+ 2OH-  2R- OH + Cr2O72-
由此得到的洗脱液—铬酸钠溶液，可用于制备鞣革剂盐基性硫酸铬。
再生后的树脂，经洗涤转型后重复吸附。

离子交换树脂在发酵液中提取赖氨酸的应用
一、用户（1）工艺
1.交换柱直径为3200mm，树脂装填高度为mm，树脂装填体积为35m3。
2.赖氨酸母液pH为3.3~3.8，进料赖氨酸浓度为170g/L。
3.吸附流量为0.8~1.0BV/h，从上向下吸附，氢型上柱。控制赖氨酸尾液浓度≤2.0g/L。
4.吸附完赖氨酸后，用纯水洗去残留的赖氨酸，控制淋洗液赖氨酸浓度≤2.0 g/L，淋洗的这部分赖氨酸回收。
5.洗脱，用氨水和氯化铵混合液（21.78m3回收的洗脱液，也即氨水洗脱完水洗那部分+2.22m320%氯化铵+4.56m3氨水）进行洗脱，洗脱流量为1.0BV/h，洗脱时间约为40min。
6.淋洗，用2BV的纯水以3.0~5.0BV/h流量淋洗，淋洗液回收。淋洗结束后，从下向上以0.4BV/h的流量进纯水，同时从底部通入2.5kg的压缩空气10min，反洗30min，将树脂充分松动。
7.转型，用0.3BV5%盐酸溶液以1.0BV/h流量进行转型。
8.水洗，用0.3BV纯水以1.0BV/h流量进行水洗，此时纯水洗至流出液pH为3.0~4.0。
9.以上每个步骤进行时，都应将液位放至树脂层上300~500mm处。
10.经上述处理后，就可进行下一步吸附了。
11.此用户树脂吸附容量为130g/L-R。
二、用户（2）工艺
1.此用户为连续离交工艺，有30个交换柱，直径为1200mm，树脂装填高度为1800mm。
2.赖氨酸母液用硫酸调至pH为1.5，进料赖氨酸浓度为178g/L。
3.2BV6%氨水以1.0BV/h洗脱。
4.用纯水洗至流出液pH为9.0。
5.上柱吸附，吸附流量为1.0BV/h，控制赖氨酸尾液浓度≤2.0g/L。
6.用纯水洗去残留的赖氨酸，控制淋洗液赖氨酸浓度≤2.0g/L，淋洗的这部分赖氨酸回收。
7.经上述步骤处理后，就进行下一步吸附。
8.此用户树脂吸附容量为160g/L-R。